銩[金屬化學元素]

銩 是一種銀白色金屬，有延展性，質較軟可用刀切開；熔點1545°C，沸點1947°C，密度9.3208。銩在空氣中比較穩定；氧化銩為淡綠色晶體。銩元素原子序數為69，原子量為168.93421，元素名來源於發現者的國家名。1879年瑞典科學家克萊夫從鉺土中分離出銩和鈥兩種新元素。銩在地殼中的含量為十萬分之二，是稀土元素中含量最少的元素，主要存在於磷釔礦和黑稀金礦中，天然穩定同位素只有銩169。廣泛套用於高強度發電光源、雷射、高溫超導體等領域中。

發現簡史

銩，得名於斯堪的納維亞半島的舊稱“Thule”。

發現人：克利夫（P.T.Cleve）

發現年代：1878年發現過程：1878年，由克利夫（P.T.Cleve）發現的。

1842年莫桑德爾從釔土中分離出鉺土和鋱土後，不少化學家利用光譜分析鑑定，確定它們不是純淨的一種元素的氧化物，這就鼓勵了化學家們繼續去分離它們。在從氧化餌分離出氧化鐿和氧化鈧以後，1879年克利夫又分離出兩個新元素的氧化物。其中一個被命名為thulium，以紀念克利夫的祖國所在地斯堪的納維亞半島（Thulia），元素符號曾為Tu，今用Tm。隨著銩以及其他一些稀土元素的發現，完成了發現稀土元素第三階段的另一半。

銩是稀土金屬中的一種。稀土是歷史遺留的名稱，從18世紀末葉開始被陸續發現。當時人們慣於把不溶於水的固體氧化物稱作土，例如把氧化鋁叫做陶土，氧化鎂叫苦土。稀土是以氧化物狀態分離出來，很稀少，因而得名稀土，稀土元素的原子序數是21（Sc）、39（Y）、57（La）至71（Lu）。它們的化學性質很相似，這是由於核外電子結構特點所決定的。它們一般均生成三價化合物。

礦藏分布

與其他稀土元素共存於矽鈹釔礦、黑稀金礦、磷釔礦和獨居石中。獨居石含稀土元素的質量分數一般達50%，其中銩占0.007%。

物理性質

銩為銀白色金屬，有延展性，質較軟可用刀切開；熔點1545°C，沸點1947°C，密度9.3208。銩在空氣中比較穩定；氧化銩為淡綠色晶體。銀白色金屬，質軟，熔點時具有高的蒸氣壓。鹽類（二價鹽）氧化物都呈淡綠色。

元素名稱：銩

元素原子量：168.9

銩

原子體積：(立方厘米/摩爾)：18.1元素在太陽中的含量：(ppm)：0.0002

元素在海水中的含量：(ppm)：大西洋表面 0.00000013

晶體結構：晶胞為六方晶胞。

晶胞參數：

a = 353.75 pm

b = 353.75 pm

c = 555.46 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

地殼中含量：（ppm）：0.48

維氏硬度：520MPa

氧化態：Main Tm+3

晶體結構

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 596.7

M+ - M2+ 1163

M2+ - M3+ 2285

M3+ - M4+ 4119

相對原子質量：168.934

常見化合價：+3

電負性：1.25

外圍電子層排布：4f13 6s2

核外電子排布：2,8,18,31,8,2

核電荷數：69

電子層：K-L-M-N-O-P

同位素及放射線：Tm-168[93.1d] Tm-169 Tm-170[128.6d] Tm-171[1.92y] Tm-172[2.65d]

銩雷射外科微創手術

電子親合和能：0 KJ·mol-1

第一電離能：596.4 KJ·mol-1

第二電離能：1163 KJ·mol-1

第三電離能：0 KJ·mol-1

單質密度： 9.321 g/cm3

單質熔點： 1545.0 ℃

單質沸點： 1727.0 ℃

原子半徑： 2.42 埃

離子半徑： 1.09(+3) 埃

共價半徑： 1.56

化學性質

溶於酸，能與水起緩慢化學作用。

套用領域

儘管銩相當罕見且又昂貴，在特殊領域還是有些許套用。

高強度放電光源

銩常常以高純度鹵化物（通常是溴化銩）的形式引入高強度放電光源中，目的是利用銩的光譜。

雷射

鈥-鉻- 銩 - 三摻雜釔鋁石榴石(Ho:Cr:Tm:YAG)是高效率的主動雷射介質材料。它能發出波長為2097 nm的雷射，被廣泛套用在軍事，醫學和氣象學方面。銩 - 單摻雜釔鋁石榴石(Tm:YAG)可發出波長在1930nm-2040nm之間的雷射，在組織表面進行消融時十分有效，無論在空氣中還是在水中都能使凝血不致過深。這使得銩雷射器在基礎雷射手術方面十分具有套用潛力 。

X射線來源

儘管成本較高，含銩的攜帶型X射線設備開始大量地已用於核反應中的輻射源。這些輻射源有一年左右的使用壽命，可用作醫療和牙科診斷的工具，以及人力難及的機械和電子元件的缺陷探測工具。這些輻射源並不需要大量的輻射防護 - 僅僅需要少量的鉛 。

銩-170在癌症近距離治療的輻射源方面的套用日益廣泛。這種同位素具有128.6天的半衰期和五條具有相當強度的發射線（7.4，51.354，52.389，59.4和84.253千電子伏）。銩-170也是最常用的四種工業輻射源之一。

高溫超導材料

類似於釔，銩也套用於高溫超導體中。銩在鐵素體中具有潛在使用價值:作為微波設備中所使用的陶瓷磁性材料。由於其特殊的光譜，銩可以像鈧一樣套用於弧光燈照明方面，使用銩的弧光燈發出的綠色光線不會被其他元素的發射線覆蓋。 由於銩會在紫外線的照射下發出藍色的螢光，銩也在歐元紙幣中用作防偽標誌之一。加入銩的硫酸鈣所發出的的藍色螢光在個人劑量儀用來進行放射劑量檢測 。

製備方法

由無水氟化銩TmF3用該還原製得；或用金屬鑭與銩氧化物的混合物中蒸氣硫製得。

生物作用

銩痕量地存在於人體中，準確含量仍屬未知。銩已知沒有生物學作用，儘管少量的銩能刺激新陳代謝，可溶性銩鹽具有輕微的毒性，但不溶性銩鹽是無毒的。注入銩鹽溶液會引起肝臟和脾臟的退化和血紅蛋白含量的波動。銩引起的肝臟損害在雄性大鼠中比雌性大鼠中更為普遍；儘管如此，銩仍被歸為低毒。在人體中，銩含量最高的器官是肝臟、腎臟和骨骼。每個人每年通常會攝入幾微克的銩。植物的根系不會吸收銩。銩在蔬菜乾重中所占的比率大約為十億分之一。銩的粉塵具有吸入和消化毒性，在空氣中可能引起爆炸。放射性的銩會引致放射疾病。